紫外可見分光光度

紫外可見分光光度第一頁，共九十四頁，2022年，8月28日紫外-可見分光光度法：紫外—可見分光光度法是利用某些物質(zhì)的分子吸收200-800nm光譜區(qū)的輻射來進(jìn)行分析測(cè)定的方法。吸收光譜產(chǎn)生的原因：過程：運(yùn)動(dòng)的分子外層電子-----吸收外來外來輻射-----產(chǎn)生電子能級(jí)躍遷-----分子吸收譜。第一節(jié)概述應(yīng)用范圍：無機(jī)和有機(jī)物質(zhì)的定性和定量測(cè)定。第二頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/192物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收光的基本性質(zhì)光是一種電磁波，根據(jù)波長(zhǎng)和或頻率的大小分為x射線、可見、紅外、微波和無線電波。紫外：200-400nm(近紫外200-400,遠(yuǎn)紫外100-200)可見：400-750nm第三頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/193

不同顏色的可見光波長(zhǎng)及其互補(bǔ)光顏色

λ（nm）互補(bǔ)光紫光400-450黃綠蘭450-480黃綠蘭480-490橙蘭綠490-500紅綠500-560紅紫黃綠560-580紫黃580-610蘭紅650-760蘭綠

第四頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/194

紅

紫

橙

藍(lán)黃

青藍(lán)

綠

青

白光第五頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/195物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收溶液的顏色呈現(xiàn)是它所呈現(xiàn)的互補(bǔ)光的顏色。

物質(zhì)的分子內(nèi)部具有一系列不連續(xù)的特征能級(jí)，包括電子能級(jí)，振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)，這些能級(jí)都是量子化的，其中電子能級(jí)又可分為基態(tài)和能量較高的若干個(gè)激發(fā)態(tài)。當(dāng)光照射某物質(zhì)后，如果光具有的能量恰好與物質(zhì)分子的某一能級(jí)差相等時(shí)，這一波長(zhǎng)的光即可被分子吸收，從而使其產(chǎn)生能級(jí)躍遷而進(jìn)入較高的能態(tài)。第六頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/196不是任一波長(zhǎng)的光都可以被某一物質(zhì)所吸收，由于不同物質(zhì)的分子其組成結(jié)構(gòu)不同，它們所具有的特征能級(jí)也不同，故能級(jí)差不同，而各物質(zhì)只能吸收與它們內(nèi)部能級(jí)差相當(dāng)?shù)墓廨椛?，所以，不同物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光吸收具有選擇性。第七頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/197物質(zhì)顏色與光吸收的關(guān)系當(dāng)物質(zhì)（分子或離子）吸收了相當(dāng)可見光能量的電磁波后，就會(huì)表現(xiàn)出被人眼所能覺察到的顏色。物質(zhì)所顯示的顏色，是它對(duì)不同波長(zhǎng)的可見光具有選擇性吸收的結(jié)果。例：CuSO4吸收黃光，透過光為藍(lán)光；

KMnO4吸收了青綠光，呈現(xiàn)紫紅色；對(duì)白光全部吸收，溶液呈現(xiàn)黑色；反射所有光，即透過所有的光，溶液呈現(xiàn)無色。第八頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/198

溶液顏色的深淺，取決于溶液吸收光的量的多少，即吸光物質(zhì)的濃度的高低。因此，可以通過比較物質(zhì)溶液顏色的深淺，來確定物質(zhì)溶液中吸光物質(zhì)的含量，這是比色分析法的依據(jù)。第九頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/199

一、躍遷類型

基態(tài)有機(jī)化合物的價(jià)電子包括成鍵電子、成鍵電子和非鍵電子（以n表示）。分子的空軌道包括反鍵*軌道和反鍵*軌道，因此，可能的躍遷為*、*、n*n*等。第二節(jié)有機(jī)化合物紫外光譜的產(chǎn)生第十頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1910非鍵軌道成鍵軌道成鍵軌道反鍵軌道反鍵軌道(nm)第十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1911*>

*>*>n*>*>n*n躍遷

max(nm)k*~150(<200)n*<200100～300n*200～80010～100*~200~104H2CO第十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1912由于電子躍遷的類型不同，實(shí)現(xiàn)躍遷需要的能量不同，因此吸收光的波長(zhǎng)范圍也不相同。其中*躍遷所需能量最大，n*及配位場(chǎng)躍遷所需能量最小，因此，它們的吸收帶分別落在遠(yuǎn)紫外和可見光區(qū)。第十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1913

1、生色團(tuán)ChromophoricGroup(含有π電子，都發(fā)生π→π*或n→π*躍遷);

分子中含有非鍵或鍵的電子體系，能吸收外來輻射時(shí)并引起n-*

和-*躍遷，可產(chǎn)生此類躍遷或吸收的結(jié)構(gòu)單元，稱為生色團(tuán)。

二、常用術(shù)語第十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19142、助色團(tuán)AuxochromicGroup(含有飽和的雜原子)

是指帶有非鍵電子對(duì)的基團(tuán)，如-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I、

-NH2等，它們本身不能吸收大于200nm的光，但是當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時(shí)，會(huì)使生色團(tuán)的吸收峰向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，并且增加其吸光度。第十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19153、紅移或藍(lán)移（Redshiftorblueshift）紅移(redshift或bathochromicshift）指取代基或溶劑效應(yīng)引起吸收帶向長(zhǎng)波方向的移動(dòng)；藍(lán)移（blueshift或hypsochromicshift）或紫移：吸收帶向短波方向移動(dòng)

第十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1916常見助色團(tuán)及其助色效應(yīng)(紅移)λ－F<－Cl<－Br<－OH<－OCH3<－NH2<－NHCH3<－N(CH3)2<－NHC6H5<－O－例： CH3Cl CH3Br CH3Iλmax(nm)172 204 258第十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1917

在某些生色團(tuán)如羰基的碳原子一端引入一些取代基之后，吸收峰的波長(zhǎng)會(huì)向短波方向移動(dòng)，這種效應(yīng)稱為藍(lán)移（紫移）效應(yīng)。

如-CH3、-CH2CH3、-OCOCH3稱為向藍(lán)（紫）基團(tuán)。第十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19181、飽和烴及其取代衍生物烷烴只有σ→σ*，產(chǎn)生的吸收峰在遠(yuǎn)紫外區(qū)，超出了一般紫外分光光度計(jì)的檢測(cè)范圍。含雜原子的飽和化合物

有σ→σ*和n→σ*兩種躍遷。后者雖然所需能量較低，但大部分化合物的吸收帶仍處于遠(yuǎn)紫外區(qū)，只有部分含硫、氮以及鹵素原子的化合物在近紫外區(qū)有弱的吸收，用處不大。鹵代烴常用作紫外光度分析的溶劑。三、有機(jī)化合物的電子光譜第十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1919*躍遷它需要的能量較高，一般發(fā)生在真空紫外光區(qū)。飽和烴中的—c—c—鍵屬于這類躍遷，例如乙烷的最大吸收波長(zhǎng)max為135nm。

n*躍遷實(shí)現(xiàn)這類躍遷所需要的能量較高，其吸收光譜落于遠(yuǎn)紫外光區(qū)和近紫外光區(qū)，如CH3OH和CH3NH2的n*躍遷光譜分別為183nm和213nm。飽和烴在近紫外區(qū)無吸收,所以在UV-Vis中做溶劑第二十頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1920σ→σ*

躍遷（飽和烴類）190CH2－CH2CH2135（C－C）CH3－CH2－CH3135（C－C）CH3－CH3125（C－H）CH4λmax（nm）飽和烴類第二十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1921n→σ*躍遷（含雜原子）λmaxnmkλmaxnmkH2O1671480CH3OCH31842520CH3OH183150CH3NH2215600CH3Cl173200(CH3)2NH220100CH3Br204200(CH3)3N227900CH3I258365第二十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19222、不飽和烴及共軛烯烴非共軛的烯烴和炔烴孤立π→π*躍遷產(chǎn)生的吸收帶波長(zhǎng)仍落在遠(yuǎn)紫外區(qū)。如乙烯的在165nm，乙炔的在173nm。含不飽和雜原子的化合物有σ→σ*、n→σ*、π→π*、n→π*四種躍遷。但僅n→π*躍遷的吸收帶在近紫外區(qū)。產(chǎn)生R帶（源于德文radikal，基團(tuán)）。其特征是吸收波長(zhǎng)較長(zhǎng)(270～300nm)；吸收強(qiáng)度弱（εmax約100）。第二十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1923

*躍遷它需要的能量低于*躍遷，吸收峰一般處于近紫外光區(qū)，在200nm左右，其特征是摩爾吸光系數(shù)大，一般max104，為強(qiáng)吸收帶。如乙烯（蒸氣）的最大吸收波長(zhǎng)max為162

nm。

n*躍遷這類躍遷發(fā)生在近紫外光區(qū)。它是簡(jiǎn)單的生色團(tuán)如羰基、硝基等中的孤對(duì)電子向反鍵軌道躍遷。其特點(diǎn)是譜帶強(qiáng)度弱，摩爾吸光系數(shù)小，通常小于100，躍遷幾率小。

第二十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1924n→π*躍遷（帶孤對(duì)電子的雜原子與其他π鍵共軛,強(qiáng)度小,躍遷概率低）280～300飽和醛酮1000(n→σ*)16(n→π*)186280CH3COCH3在異辛烷中22280CH3－NO2在EtOH中5339CH3N＝NCH3在H2O中60214CH3CONH2在EtOH中41204CH3COOHkλmax(nm）第二十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1925含共軛體系的脂肪族化合物由共軛π→π*躍遷產(chǎn)生的吸收帶稱作K帶。特點(diǎn)是吸收強(qiáng)度強(qiáng)（εmax≥104），吸收波長(zhǎng)與共軛體系的大小有關(guān)，每增加一個(gè)雙鍵λmax約紅移30nm。λmax可用經(jīng)驗(yàn)公式估算。第二十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1926在不飽和烴類分子中雙鍵非共軛時(shí)，各生色團(tuán)獨(dú)立產(chǎn)生吸收,總的吸收是各生色團(tuán)吸收之和，最大吸收波長(zhǎng)基本不變，k值增大。當(dāng)有兩個(gè)以上的雙鍵共軛時(shí)，隨著共軛系統(tǒng)的延長(zhǎng)，原來的吸收峰消失，*躍遷的吸收帶將明顯向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，吸收強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)（k值改變）。在共軛體系中，*躍遷產(chǎn)生的吸收帶又稱為K帶。第二十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19273、羰基化合物醛酮和羧酸中有碳氧雙鍵有n→σ*

、n-*和-*躍遷的吸收帶。n-*吸收帶又稱為R帶，落于近紫外或紫外光區(qū)。羰基碳上連有含未共有電子對(duì)的助色團(tuán)時(shí)，這些助色團(tuán)上的n電子與雙鍵共軛，*軌道能量升高，則n-*所需能量大，吸收帶藍(lán)移。第二十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19284、苯及衍生物

苯有三個(gè)吸收帶，E1帶、E2帶和B

帶，波長(zhǎng)依次增加。如苯的三個(gè)吸收帶分別為184nm(ε=6×104)，204nm(ε=7900)和256nm(ε=200）。

B帶在氣相或非極性溶劑中呈現(xiàn)精細(xì)結(jié)構(gòu)，使之成為芳香族化合物的重要特征。助色團(tuán)與芳環(huán)相連或共軛體系增大，三個(gè)吸收帶的波長(zhǎng)均紅移。第二十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1929四、無機(jī)化合物的吸收光譜金屬離子配位體金屬離子配位體金屬離子配位體配位體π-π*電荷轉(zhuǎn)移d-d配位場(chǎng)躍遷第三十頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19301、配位場(chǎng)躍遷在配體的存在下，過渡元素五個(gè)能量相等的d軌道和鑭系元素七個(gè)能量相等的f軌道分別分裂成幾組能量不等的d軌道和f軌道。當(dāng)它們的離子吸收光能后，低能態(tài)的d電子或f電子可以分別躍遷至高能態(tài)的d或f軌道，這兩類躍遷分別稱為d-d躍遷和f-f躍遷。由于這兩類躍遷必須在配體的配位場(chǎng)作用下才可能發(fā)生，因此又稱為配位場(chǎng)躍遷。第三十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1931dz2dxydxz

dyzdx2-y2dz2

dx2-y2dxydxzdyzE第三十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1932由于基態(tài)和激發(fā)態(tài)之間的能量差別不大，這類光譜一般位于可見光區(qū)，由于選擇規(guī)則的限制，配位場(chǎng)躍遷吸收譜帶的k較小，一般較少用于定量分析中，主要用于研究配合物的結(jié)構(gòu)及無機(jī)配合物鍵合理論等方面。第三十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1933分子同時(shí)具有電子給予體和電子接受體部分，它們?cè)谕鈦磔椛浼ぐl(fā)下會(huì)強(qiáng)烈吸收紫外光或可見光，使電子從給予體外層軌道向接受體躍遷，這樣產(chǎn)生的光譜稱為電荷轉(zhuǎn)移光譜。2、電荷遷移躍遷（荷移光譜）第三十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1934（分子內(nèi)氧化還原）hνD—AD＋—A-e給予體e接受體Fe3＋—SCN-

Fe2＋—SCN

hνe給予體e接受體RN1R2NR1R2-+hνCROCRO-+hν特點(diǎn)：譜帶寬,吸收強(qiáng)度大,λmax處的k可大于104。第三十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1935五、影響電子光譜的因素1、共軛效應(yīng)能增強(qiáng)*共軛的基團(tuán)均能使吸收帶明顯向長(zhǎng)波方向移動(dòng)（紅移），吸收強(qiáng)度也增強(qiáng)。而n-*共軛效應(yīng)，吸收帶藍(lán)移。第三十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19362、空間障礙效應(yīng)共軛體系中各生色團(tuán)及助色團(tuán)都處于同一平面時(shí)，共軛效應(yīng)增強(qiáng)，吸收帶的峰值及摩爾吸光系數(shù)最大，若某些結(jié)構(gòu)因素影響共軛體系共處一個(gè)平面，則共軛效應(yīng)減弱。第三十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19373、溶劑對(duì)吸收光譜的影響溶劑自身在測(cè)定波長(zhǎng)范圍的吸收對(duì)被測(cè)物的吸收光譜的影響第三十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1938（1）、對(duì)最大吸收波長(zhǎng)的影響由n-*躍遷產(chǎn)生的吸收峰，隨溶劑極性增加，形成氫鍵的能力增加，發(fā)生藍(lán)移；由-*躍遷產(chǎn)生的吸收峰，隨溶劑極性增加，激發(fā)態(tài)比基態(tài)能量有更多的下降，發(fā)生紅移。第三十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1939nn**E無溶劑效應(yīng)極性溶劑效應(yīng)第四十頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1940吸收帶正已烷氯仿甲醇水遷移π-π*n-π

*230nm329nm238nm315nm237nm309nm243nm305nm長(zhǎng)波短波CH3CH3-C-CH=C的溶劑效應(yīng)OCH3第四十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1941（2）、對(duì)光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)和吸收強(qiáng)度的影響

氣態(tài)時(shí)，分子間的作用極弱，其振動(dòng)光譜和轉(zhuǎn)動(dòng)光譜均能表現(xiàn)出來，具有清晰的精細(xì)結(jié)構(gòu)。隨著溶劑極性的增大，分子振動(dòng)也受到限制，精細(xì)結(jié)構(gòu)就會(huì)逐漸消失。合并為一條寬而低的吸收帶。第四十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1942溶劑選擇依據(jù)：a.比較未知物質(zhì)與已知物質(zhì)的吸收光譜時(shí)，必須采用相同的溶劑。b.應(yīng)盡可能地使用非極性溶劑，以便獲得物質(zhì)吸收光譜的特征精細(xì)結(jié)構(gòu)。c.所選溶劑在需要測(cè)定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)無吸收或吸收很小。第四十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1943圖示back第四十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1944圖示第四十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1945一、紫外-可見分光光度計(jì)的分類按入射光波長(zhǎng)分:可見分光光度計(jì)、紫外－可見分光光度計(jì)、紅外分光光度計(jì)按結(jié)構(gòu)分：?jiǎn)喂馐?、雙光束；單波長(zhǎng)、雙波長(zhǎng)第四節(jié)紫外-可見分光光度計(jì)第四十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1946組成部件紫外-可見分光光度計(jì)的基本結(jié)構(gòu)是由五個(gè)部分組成：即光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器和信號(hào)指示系統(tǒng)。（一）光源對(duì)光源的基本要求是應(yīng)在儀器操作所需的光譜區(qū)域內(nèi)能夠發(fā)射連續(xù)輻射，有足夠的輻射強(qiáng)度和良好的穩(wěn)定性，而且輻射光強(qiáng)隨波長(zhǎng)的變化應(yīng)盡可能小。分光光度計(jì)中常用的光源有熱輻射光源和氣體放電光源兩類。二、光度計(jì)的組成及結(jié)構(gòu)原理第四十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1947

熱輻射光源用于可見光區(qū)，如鎢絲燈和鹵鎢燈；鎢燈和鹵鎢燈可使用的范圍在340~2500nm。這類光源的輻射能量與施加的外加電壓有關(guān)，在可見光區(qū)，輻射的能量與工作電壓4次方成正比。光電流與燈絲電壓的n次方（n1）成正比。因此必須嚴(yán)格控制燈絲電壓，儀器必須配有穩(wěn)壓裝置。

第四十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1948

氣體放電光源用于紫外光區(qū)，如氫燈和氘燈。在近紫外區(qū)測(cè)定時(shí)常用氫燈和氘燈。它們可在160~375nm范圍內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)光源。氘燈的燈管內(nèi)充有氫的同位素氘，它是紫外光區(qū)應(yīng)用最廣泛的一種光源，其光譜分布與氫燈類似，但光強(qiáng)度比相同功率的氫燈要大3~5倍。第四十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1949（二）單色器單色器是能從光源輻射的復(fù)合光中分出單色光的光學(xué)裝置，其主要功能：產(chǎn)生光譜純度高的波長(zhǎng)且波長(zhǎng)在紫外可見區(qū)域內(nèi)任意可調(diào)。單色器一般由入射狹縫、準(zhǔn)光器（透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等幾部分組成。其核心部分是色散元件，起分光的作用。單色器的性能直接影響入射光的單色性，從而也影響到測(cè)定的靈敏度、選擇性及校準(zhǔn)曲線的線性關(guān)系等。能起分光作用的色散元件主要是棱鏡和光柵。第五十頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1950

棱鏡有玻璃和石英兩種材料。它們的色散原理是依據(jù)不同的波長(zhǎng)光通過棱鏡時(shí)有不同的折射率而將不同波長(zhǎng)的光分開。由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱鏡只能用于350~3200nm的波長(zhǎng)范圍，即只能用于可見光域內(nèi)。石英棱鏡可使用的波長(zhǎng)范圍較寬，可從185~4000nm，即可用于紫外、可見和近紅外三個(gè)光域。

光柵是利用光的衍射與干涉作用制成的，它可用于紫外、可見及紅外光域，而且在整個(gè)波長(zhǎng)區(qū)具有良好的、幾乎均勻一致的分辨能力。它具有色散波長(zhǎng)范圍寬、分辨本領(lǐng)高、成本低、便于保存和易于制備等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是各級(jí)光譜會(huì)重疊而產(chǎn)生干擾。第五十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1951入射狹縫準(zhǔn)直透鏡棱鏡聚焦透鏡出射狹縫白光紅紫λ1λ2800600500400第五十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1952入射、出射狹縫，透鏡及準(zhǔn)光鏡等光學(xué)元件中狹縫在決定單色器性能上起重要作用。狹縫的大小直接影響單色光純度，但過小的狹縫又會(huì)減弱光強(qiáng)。

第五十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1953（三）吸收池又稱比色皿，用于盛入?yún)⒈热芤杭霸嚇尤芤?。厚度?.5cm、1cm、2cm、3cm可見光區(qū)玻璃比色皿紫外光區(qū)石英比色皿比色皿的表面對(duì)入射光有一定的反射作用，但作用較小，要保持清潔，不磨損它的光學(xué)面。為減少光的損失，吸收池的光學(xué)面必須完全垂直于光束方向。在高精度的分析測(cè)定中（紫外區(qū)尤其重要），吸收池要挑選配對(duì)。因?yàn)槲粘夭牧系谋旧砦馓卣饕约拔粘氐墓獬涕L(zhǎng)度的精度等對(duì)分析結(jié)果都有影響。第五十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1954（四）檢測(cè)器

檢測(cè)器的功能是檢測(cè)信號(hào)、測(cè)量單色光透過溶液后光強(qiáng)度變化的一種裝置。常用的檢測(cè)器有光電池、光電管和光電倍增管等。

硒光電池對(duì)光的敏感范圍為300~800nm，其中又以500~600nm最為靈敏。這種光電池的特點(diǎn)是能產(chǎn)生可直接推動(dòng)微安表或檢流計(jì)的光電流，但由于容易出現(xiàn)疲勞效應(yīng)而只能用于低檔的分光光度計(jì)中。光電管在紫外-可見分光光度計(jì)上應(yīng)用較為廣泛。第五十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1955常用的光檢測(cè)系統(tǒng)主要有光電池、光電管和光電倍增管。1、光電池：用半導(dǎo)體材料制成的光電轉(zhuǎn)換器。用得最多的是硒光電池。其結(jié)構(gòu)和作用原理為：

第五十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1956硒光電池第五十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19572、光電管：它是在抽成真空或充有惰性氣體的玻璃或石英泡內(nèi)裝上2個(gè)電極構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖：1234第五十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19581是光電管的陽極，它由一個(gè)鎳環(huán)或鎳片組成；2是光電管的陰極，它由一個(gè)金屬片上涂一層光敏物質(zhì)構(gòu)成，如涂上一層氧化銫。涂上的光敏物質(zhì)具有這樣一個(gè)特性：當(dāng)光照射到光敏物質(zhì)上時(shí)，它能夠放出電子；第五十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19593為電池，其作用是在陰、陽極之間加上一電壓；4為放大器，放大由光電管產(chǎn)生的電信號(hào)；第六十頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1960當(dāng)一定強(qiáng)度的光照射到陰極上時(shí)，光敏物質(zhì)要放出電子，放出電子的多少與照射到它的光的大小成正比，而放出的電子在電場(chǎng)的作用下要流向陽極，從而造成在整個(gè)回路中有電流通過。而此電流的大小與照射到光敏物質(zhì)上的光的強(qiáng)度的大小成正比。這就是光電管產(chǎn)生光電效應(yīng)的原理。第六十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1961紅敏管625-1000nm藍(lán)敏管200-625nm光電管第六十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19623、光電倍增管：它是一個(gè)非常靈敏的光電器件，可以把微弱的光轉(zhuǎn)換成電流。其靈敏度比前2種都要高得多。它是利用二次電子發(fā)射以放大光電流，放大倍數(shù)可達(dá)到108倍。第六十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1963光電倍增管1個(gè)光電子可產(chǎn)生106～107個(gè)電子第六十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1964第六十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1965光電倍增管是檢測(cè)微弱光最常用的光電元件，它的靈敏度比一般的光電管要高200倍，因此可使用較窄的單色器狹縫，從而對(duì)光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)有較好的分辨能力。第六十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1966（五）信號(hào)指示系統(tǒng)它的作用是放大信號(hào)并以適當(dāng)方式指示或記錄下來。常用的信號(hào)指示裝置有直讀檢流計(jì)、電位調(diào)節(jié)指零裝置以及數(shù)字顯示或自動(dòng)記錄裝置等。很多型號(hào)的分光光度計(jì)裝配有微處理機(jī)，一方面可對(duì)分光光度計(jì)進(jìn)行操作控制，另一方面可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。第六十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1967作用：檢測(cè)光電流強(qiáng)度的大小，以一定的方式顯示或記錄下來。

低檔儀器：刻度顯示中高檔儀器：記錄儀，數(shù)字顯示早期的分光光度計(jì)多采用透射比T和吸光度A兩種標(biāo)尺，吸光度標(biāo)尺不均勻。第六十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19681、單光束分光光度計(jì)

經(jīng)單色器分光后的一束平行光，輪流通過參比溶液和樣品溶液，以進(jìn)行吸光度的測(cè)定。這種簡(jiǎn)易型分光光度計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，維修容易，適用于常規(guī)分析。第五節(jié)紫外-可見分光光度計(jì)的類型第六十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1969單光束分光光度計(jì)可變波長(zhǎng)單光束紫外-可見分光光度計(jì)示意圖單光束：參比和試液不在同一時(shí)間內(nèi)測(cè)定，由光源和檢測(cè)系統(tǒng)不穩(wěn)定而引起測(cè)量誤差。第七十頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19702、雙光束分光光度計(jì)

經(jīng)單色器分光后經(jīng)反射鏡分解為強(qiáng)度相等的兩束光，一束通過參比池，一束通過樣品池。光度計(jì)能自動(dòng)比較兩束光的強(qiáng)度，此比值即為試樣的透射比，經(jīng)對(duì)數(shù)變換將它轉(zhuǎn)換成吸光度并作為波長(zhǎng)的函數(shù)記錄下來。雙光束分光光度計(jì)一般都能自動(dòng)記錄吸收光譜曲線。由于兩束光同時(shí)分別通過參比池和樣品池，還能自動(dòng)消除光源強(qiáng)度變化所引起的誤差。第七十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/19713、雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)由同一光源發(fā)出的光被分成兩束，分別經(jīng)過兩個(gè)單色器，得到兩束不同波長(zhǎng)（1和2）的單色光；利用切光器使兩束光以一定的頻率交替照射同一吸收池，然后經(jīng)過光電倍增管和電子控制系統(tǒng)，最后由顯示器顯示出兩個(gè)波長(zhǎng)處的吸光度差值ΔA（ΔA=A1-A2）。對(duì)于多組分混合物、混濁試樣（如生物組織液）分析，以及存在背景干擾或共存組分吸收干擾的情況下，利用雙波長(zhǎng)分光光度法，往往能提高方法的靈敏度和選擇性。通過光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，使雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)能很方便地轉(zhuǎn)化為單波長(zhǎng)工作方式。如果能在1和2處分別記錄吸光度隨時(shí)間變化的曲線，還能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究。第七十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1972第七十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1973幾種類型分光光度計(jì)的比較第七十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1974雙光束分光光度計(jì)：參比和試液的光強(qiáng)I0和It的測(cè)量幾乎同時(shí)進(jìn)行，補(bǔ)償了因光源和檢測(cè)系統(tǒng)不穩(wěn)定而造成的影響。可自動(dòng)測(cè)量在不同波長(zhǎng)下試液的吸光度，繪制相應(yīng)的吸收光譜圖。特點(diǎn)：一個(gè)單色器、一個(gè)參比溶液、一個(gè)吸收池。雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)：通過波長(zhǎng)選擇消除了渾濁背景和吸收光譜重疊的干擾，避免了單波長(zhǎng)法中因被測(cè)溶液和參比溶液在組成、均勻性上的差異以及兩個(gè)吸收池之間的差異所引入的誤差。特點(diǎn)：兩個(gè)單色器、沒有參比溶液、只有一個(gè)吸收池。第七十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1975第六節(jié)紫外-可見分光光度法的應(yīng)用定性分析結(jié)構(gòu)分析定量分析第七十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1976一、定性分析定性分析方法有兩種：比較光譜法，經(jīng)驗(yàn)規(guī)則計(jì)算最大吸收波長(zhǎng)，然后與實(shí)測(cè)值比較。1、比較吸收光譜法兩試樣若是同一種化合物，其吸收光譜完全一致。也可將樣品吸收光譜與標(biāo)準(zhǔn)光譜比較，要保證制樣條件與標(biāo)準(zhǔn)光譜圖給出條件完全一致。第七十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1977Woodward-Fieser規(guī)則估算最大吸收波長(zhǎng)的幾個(gè)實(shí)例：2、經(jīng)驗(yàn)規(guī)則計(jì)算最大吸收波長(zhǎng)法四三3552第七十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1978（一）單組分的測(cè)定1.一般方法（誤差大，適用于微量或痕量組分測(cè)定，不適合常量分析）2.示差分光光度法(適合常量分析)參比溶液不同二、定量分析第七十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1979（1）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及其應(yīng)用

標(biāo)準(zhǔn)曲線即校準(zhǔn)曲線，又稱工作曲線，在一定條件下配制一系列具有不同濃度的吸光物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)溶液（稱標(biāo)準(zhǔn)系列），然后在確定的波長(zhǎng)和光程等條件下，分別測(cè)量系列溶液的吸光度，繪制A—C（吸光度—濃度）曲線，即得到一條通過原點(diǎn)的直線—標(biāo)準(zhǔn)曲線。在相同條件下測(cè)得未知液的吸光度Ax，即可從曲線上查得Cx。第八十頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1980（2）標(biāo)準(zhǔn)比較法

該法是標(biāo)準(zhǔn)曲線法的簡(jiǎn)化，即只配制一個(gè)濃度為CS的標(biāo)準(zhǔn)溶液，并測(cè)量其吸光度，求出吸收系數(shù)k，然后由Ax=kCX求出CX

該法只有在測(cè)定濃度范圍內(nèi)遵守L-B定律，且CX與CS大致相當(dāng)時(shí)，才可得到準(zhǔn)確結(jié)果。第八十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1981（二）多組分的同時(shí)測(cè)定（吸光度的加合性）圖a)：X,Y組份最大吸收波長(zhǎng)不重迭，相互不干擾，可以按兩個(gè)單一組份處理。圖b)和c)：X,Y相互干擾，此時(shí)可通過解聯(lián)立方程組求得X和Y的濃度：第八十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1982（三）

雙波長(zhǎng)法---等吸收點(diǎn)法當(dāng)混合物的吸收曲線重迭時(shí)，如右下圖所示，可利用雙波長(zhǎng)法來測(cè)定。具體做法：將a視為干擾組份，現(xiàn)要測(cè)定b

組份。a)

分別繪制各自的吸收曲線；b)

畫一平行于橫軸的直線分別交于a組份曲線上兩點(diǎn)，并與b組分相交；c)

以交于a上一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)1

為參比波長(zhǎng)，另一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的為測(cè)量波長(zhǎng)2，并對(duì)混合液進(jìn)行測(cè)量，得到：

A1=A1a+A1b+A1sA2=A2a+A2b+A2s若兩波長(zhǎng)處的背景吸收相同，即A1s=A2s二式相減，得，A=(A2a-A1a)+(A2b-A1b)由于a組份在兩波長(zhǎng)處的吸光度相等，因此，A=(A2b-A1b)=(2b-1b)lcb從中可求出cb同理，可求出ca.第八十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1983（四）示差分光光度法測(cè)量原理：當(dāng)試樣中組份的濃度過大時(shí)，則A值很大，會(huì)產(chǎn)生讀數(shù)誤差。此時(shí)若以一濃度略小于試樣組份濃度作參比，則有：

具體做法：以濃度為cs的標(biāo)準(zhǔn)溶液調(diào)T=100%或A=0（調(diào)零），所測(cè)得的試樣吸光度實(shí)際就是上式中的A，然后求出c，則試樣中該組份的濃度為(cs+c)。第八十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1984三、絡(luò)合物組成和酸堿解離常數(shù)的測(cè)定（一）絡(luò)合物組成的測(cè)定1.摩爾比法2.等摩爾連續(xù)變化法（二）酸堿解離常數(shù)的測(cè)定第八十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日2023/2/1985四、有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的推斷通常在相同測(cè)定條件下，比較未